Дерзкие мысли о климате
Эти и многие другие технические решения вселяют уверенность, что уровень современной техники подготовлен для того, чтобы приступить к разработке конкретных приемов использования тепловой энергии от процессов, сопутствующих намерзанию и таянию льда. При этом надо отметить важное свойство процесса льдообразования: при его энергетической утилизации можно использовать не только и не столько возникающую между водой и атмосферой разность температур, сколько очень большую теплоемкость фазового перехода при замерзании воды. Используя это обстоятельство можно во много раз увеличить отвод тепла от замерзающей воды, например, на выработку электроэнергии. Этим и привлекательна возможность утилизации значительных энергетических ресурсов фазовых превращений воды на замерзающих природных водоёмах. Узнав о том, что замерзающий водоём обменивается с атмосферой неравновесно, а именно: сохраняет для водоёма тепла намного больше, чем должен был бы отдавать при равновесном теплообмене, мы получаем возможность утилизировать для себя ту её долю, которая сдерживается льдом от потери в атмосферу в зимнее время. Для того, чтобы подобная утилизация теплоты не привела к необратимому промерзанию водоёма, как это случается в вечной мерзлоте, мы должны брать энергии не больше, чем возвращается её естественным путем за лето, то есть в количестве, достаточном для полного таяния ледяного покрова. Определить его можно по имеющимся в гляциологии специальным картам (Ходаков, 1978).
Например, для центральной Якутии это составляет слой льда 15-ти метров. Естественное намерзание здесь примерно один метр. Следовательно, энергию, которую допустимо утилизировать от водоёма зимой, определяет количество теплоты кристаллизации высвобождаемой из слоя льда в 14 метров, что составляет около 470 кДж/см2, или до 112 ккал/см2. Отсюда с 1 м2 ледяного покрова, наращиваемого при отборе тепла от водоёма до 15 метров, в принципе можно изъять тепла, эквивалентного сжиганию примерно 100 кг бензина! С 2…3 гектаров ледяного покрова в принципе можно снять энергии столько, сколько потребовал бы завоз горючего целым железнодорожным эшелоном. А ведь это не мало.
Дать оценку абсолютным ежегодно восстанавливающимся ресурсам тепловой энергии замерзающих водоёмов можно на примере такого подсчета: только с водохранилища намечавшейся к строительству Нижне-Ленской ГЭС, путем утилизации теплоты льдообразования, в перспективе можно снимать энергии в 300…400 раз больше, чем способна будет выработать сама эта гигантская ГЭС (20 млн. кВт) или без малого столько же сколько её вырабатывают сейчас все страны мира! Как видно, здесь есть над чем подумать изобретателям. Разработку способов утилизации энергии замерзающих водоёмов, в частности теплоты фазовых превращений «вода – лёд – вода», следует отнести к одной из перспективнейших инженерных задач ближайшего будущего. Особенно в этом нуждается север, где лучшим образом представлен резерв этого абсолютно безвредного источника ежегодно возобновляемой энергии, и где большая доля всей здесь вырабатываемой энергии идет на обогрев жилых и производственных помещений в зимние 9 месяцев.
Что следует из изложенных мыслей?
(Вместо заключения)
Как отнестись читателю к идеям, свалившимися на его голову из этой небольшой книжки? Верить им или не верить?
Конечно же автору было бы приятно, чтобы ему поверили. Но я сам хочу просить читателя, чтобы мне не верили слепо, не осмыслив всего прочитанного глубоко собственным умом до той стадии, когда прочитанное становится осознанным убеждением или ориентиром для основательного переосмысливания основных положений климатологии.
Если читатель, познакомившись с этой книгой, только согласится с мыслью, что в достоверности многих современных положений учения о климате Земли можно и надо усомнится, то я буду считать свою задачу выполненной наполовину, а если убежденно увидит и поймет, что в ней есть полезные и здравые мысли, то буду считать свою задачу достигнутой полностью. Думаю, что я не мог ошибаться во всем, равно как и не смог обо всем высказаться безошибочно. При этом считаю, что всякое сомнение в правильности высказанных мыслей имеют такое же право на жизнь, как и признание их правильности.
Если есть повод для сомнений сомневайтесь! От сомнений возникают вопросы, а с вопросов зарождаются новые мысли.
Использованная литература
Адабашев И. А. «Человек исправляет планету» – М.: Изд-во Молодая гвардия. – 1964.
Алисов Б. П., Полтораус Б. В. Климатология. – М.: Изд-во Москов. университет. – 1974.
Бондарев Э. А., Файко Л. И. О теплофизических критериях процесса смерзания. – В кн.: Физика льда и ледотехника. – Якутск: –1974.
Борисенков Е., Алтунин И. Рост углекислого газа в атмосфере и его влияние на климат. – Доклады АН СССР, 1985, т. 281, № 3.
Борисов П. М. Может ли человек изменить климат? – М.: Наука. – 1970.
Брукс К. Климаты прошлого. – М.: Изд-во иностранная литература – 1952.
Будыко М. И. Изменение климата. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1969.
Будыко М. И. Глобальная экология. – М.: Мысль, – 1977.
Будыко М. И. Эволюция биосферы. – Л.: Гидрометеоиздат, – 1984.
Вейль П. Популярная океанография. – Л.: Гидрометеоиздат – 1977.
Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения. – М.: Наука, – 1965.
Взаимодействие оледенения с атмосферой и океаном. – М.: Наука, 1987.
Витвицкий Г. Н. Зональность климата Земли. – М.: Мысль, – 1980.
Воейков А. И. Снежный покров, его влияние на почву, климат и погоду и способы исследования. – СПБ. – 1889. См. также «Избр. соч.», т. 2. – М-Л.: Изд. АН СССР. – 1948.
Вукалович М. П., Новиков И. И. Термодинамика. – М.: Изд. Машиностроение. – 1972.
Гаврилова М. К. Современный климат и вечная мерзлота на континентах. – Новосибирск: Наука. – 1981.
Гернет Е. С. Ледяные лишаи. – М.: Наука, – 1981.
Гросвальд М. Г. Покровные ледники континентальных шельфов. – М.: Наука. – 1983.
Гуди Р., Дж. Уолкер Атмосферы. – М.: Мир. – 1975.
Дернгольц В. Ф. Мир воды. – Л.: Недра. – 1979.
Доронин Ю. П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1969.
Забелин К. М. Физическая география и наука будущего. – М.: Мысль. – 1970.
Захаров В. Ф. Льды Арктики и современные природные процессы. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1981.
Захаров В. Ф. Мировой океан и ледниковые эпохи плейстоцена. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1978.
Иверонова М. И. К вопросу об испарении со снежного покрова на территории СССР. – В кн.: Роль снежного покрова в природных процессах. – М.: Изд. АН СССР. – 1961.
Изменения климата. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1980.
Имбри Дж., К. П. Имбри Тайны ледниковых эпох. – М.: Прогресс. – 1988.
Колесник С. В. Общая гляциология. – Л.: Учпедгиз. – 1939.
Костицын В. А. Эволюция атмосферы, биосферы и климата. – М.: Наука. – 1984.
Климат полярных районов. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1973.
Клюкин Н. К. Некоторые вопросы мелиорации климата путем воздействия на снежный покров. – Проблемы Севера, 1963, вып. 7.
Котляков В. М. Мы живем в ледниковый период? – Л.: Гидрометеоиздат. – 1966
Котляков В. М. Снежный покров Земли и ледники. – Л.: Гидрометеоиздат. 1968.
Лебедев А. А., Уралов Н. С. Результаты оценки тепла фазовых превращений морского льда в северном полушарии Земли. – В кн.: Исследования ледовых условий арктических морей и методы расчета и прогноза. Труды ААНИИ, том 384. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1981.
Марчук Г. И. Молодым о науке. – М.: Изд-во Молодая гвардия. – 1980.
Минин А. С. Вращение Земли и климат. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1972.
Непреднамеренные воздействия на климат. – Л.; Гидрометеоиздат. – 1974.
Ощепков П. К. Жизнь и мечта. – М.: Московский рабочий. – 1977.
Рябчиков А. М. Структура и динамика геосферы, её естественное развитие и изменение человеком. – М.: Мысль. – 1972.
Степанов В. Н. О возможности и целесообразности уничтожения арктических льдов. – Проблемы севера, 1963, вып. 7.
Степанов В. Н. Океаносфера. – М.: Мысль, – 1983.
Сумгин М. И., Демчинский Б. Н. Завоевание Севера (в области вечной мерзлоты). – М.: – 1938.
Томирдиаро С. В. Вечная мерзлота и освоение горных стран и низменностей. – Магадан: Кн. изд-во. – 1972.
Тронов М. В. Ледники и климат. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1966.
Файко Л. И. Наступление на холод (проблемы отепления Земли). – Полярная звезда, 1970а, № 5.
Файко Л. И. Колосс на задворках науки. – За науку в Сибири, 1970 б, 21 сентября.
Файко Л. И. Ледяной покров, и способы управления его режимом. – Новосибирск: Наука. – 1975.
Файко Л. И. Возможные изменения ледовитости и теплообмена с атмосферой Арктического бассейна при изменении межокеанического обмена водами и льдом. – В кн.: Материалы гляциологических исследований. Хроника обсуждения. – М.: – 1978, вып. 34.
Файко Л. И. Использование льда и ледовых явлений в народном хозяйстве. – Красноярск: Изд. Красноярского университета 1986.
Файко Л. И. Ледяные мосты. – Якутск: Кн. изд-во. – 1988.
Чумаков Н. М. Докембрийские тиллиты и тиллоиды (проблемы докембрийских оледенений). – М.: Наука. – 1978.
Шашко Д. И. Агроклиматические ресурсы СССР. – Л.: Гидрометеоиздат. – 1985.
Шулейкин В. В. Очерки по физике моря. – М.: Изд. АН СССР. – 1962.
Шулейкин В. В. Физика моря. – М.: Наука. – 1963.
Щукин И. С. Четырехзначный энциклопедический словарь терминов по физической географии. – М.: Советская энциклопедия. – 1980.
Ходаков В. Г. Снега и льды Земли. – М.: Наука. – 1969.
Ходаков В. Г. Водно-ледовый баланс районов современного и древнего оледенения СССР. – М.: Наука. – 1978.
Цуриков В. Л. Жидкая фаза в морских льдах. – М.: Наука. – 1976.
Чижов О. П. и др. Оледенение Новой Земли. – М.: Наука. – 1967.
Примечания
1
Ф. Энгельс Диалектика природы. – М.: ГосПолитиздат, 1955.
2
В метеорологии смысл термина «сублимация» расходится с принятым в физике, где им обозначается обратный процесс – испарение (возгонка) льда (Гляциологический словарь, 1984).
3
Снеговая линия – уровень земной поверхности, выше которого накопление твердых осадков (снега) преобладает над их стаиванием.
4
Ф. Энгельс Диалектика природы. – М.: ГосПолитиздат, 1955.
5
А может быть, есть смысл попросить космонавтов воспроизвести такой простенький опыт?
6
В. Н. Степанов, Океаносфера. – М., Мысль, 1983, рис. 8, с.151.